РЕФЕРАТ. Увеличение тонуса парасимпатической нервной системы, вызванное либо стимуляцией вагуса, либо прямым воздействием на мускариновые рецепторы, значительно уменьшает склонность миокарда нормальных и ишемизированных желудочков к развитию фибрилляций. Этот защитный эффект является результатом антагонистического взаимодействия реакций миокарда на повышение нервной и гуморальной активности, влияющих на порог возникновения фибрилляций желудочков: Эти механизмы функционируют как у бодрствующего, так и у анестезированного животного. Полученные результаты, несомненно, имеют большое значение для клинической практики.
ВВЕДЕНИЕ
Вопрос о влиянии парасимпатической нервной системы на возбудимость клеток миокарда желудочков постоянно подвергается переоценке. В настоящее время общепринято, что вагусная иннервация не распространяется на миокард желудочков. С точки зрения клинициста, очевидно, что хотя холинергическое воздействие может оказать влияние на тахикардию, тем не менее место приложения ацетилхолина расположено вне желудочков. С другой стороны, проведенные в последнее время исследования позволяют утверждать, что воздействие со стороны парасимпатической нервной системы может изменять электрические свойства миокарда желудочков . Как было показано несколькими группами исследователей, стимуляция вагуса существенно влияет на возбудимость клеток желудочка и их склонность к фибрилляции . Эти эффекты могут быть опосредованы наличием богатой холинергической иннервации специализированной проводящей системы сердца, которая была обнаружена как в сердце собаки, так и в сердце человека .
Нами было показано, что влияние вагуса на вероятность возникновения фибрилляций желудочков (ФЖ) зависит от фонового уровня тонуса симпатических нервов сердца . Это положение вытекает из ряда экспериментальных наблюдений. Например, влияние вагуса возрастает у торакотомированных животных, у которых проявляется повышенный симпатический тонус, а также во время стимуляции симпатических нервов и инъекции катехоламинов. Такое действие вагуса на склонность желудочков к фибрилляции устраняется при блокаде |3-ре^ цепторов.
До сих пор точно не установлено, способна ли парасимпатическая нервная система изменять склонность желудочков к фибрилляции, развивающейся во время острой ишемии миокарда. Kent и Epstein с.соавт показали, что стимуляция вагуса значительно увеличивает порог ФЖ и уменьшает склонность ишемизированного сердца собаки к фибрилляции. Согг в. Gillis с соавт. обнаружили, что наличие интактных вагусных нервов предупреждает развитие ФЖ во время перевязки левой передней нисходящей артерии сердца наркотизированной хлоралозой кошки, но не дает никаких преимуществ при перевязке правой коронарной артерии. Yoon с соавт. и James с соавт. не смогли выявить какое-либо влияние стимуляции вагуса на порог ФЖ во время окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии собаки. Согг с соавт. даже обнаружили, что стимуляция парасимпатической нервной системы скорее усиливает, чем ослабляет, аритмии, которые возникают при снятии лигатуры с артерии, сопровождаемой реперфузией ишемизироваиного миокарда.
К этому также относится нерешенная проблема, модулирует ли тоническая активность парасимпатической нервной системы электрическую устойчивость клеток желудо"чка животного, находящегося в ненаркотизированном состоянии. Данные, полученные на наркотизированных животных при стимуляции нервов или введения лекарств, представляют собой ценную информацию, однако такие подходы в какой-то мере артефактны, и результаты требуют подтверждения на ненаркотизированном интактном организме. До последнего времени исследования животных в бодрствующем состоянии с такой целью не проводились в связи с отсутствием подходящих биологических моделий для оценки склонности миокарда к ФЖ. Однако эта трудность была преодолена, когда в "качестве надежного показателя склонности сердца к ФЖ использовали порог повторных экстравозбуждений, что позволило в результате отказаться от необходимости вызывать ФЖ и проводить сопутствующие реанимационные процедуры .
Задачи настоящего исследования заключались в следующем: 1) изучить влияние стимуляции вагуса и прямой активации метахолииом мускариновых рецепторов на склонность сердца к ФЖ во время острой ишемии миокарда и при репер-фузии, 2) определить, изменяет ли тоническая активность парасимпатической нервной системы склонность желудочков к фибрилляции при ненаркотизированном состоянии животного, и 3) оценить, имеют ли полученные на животных данные-какое-либо отношение к клиническим задачам.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследования на наркотизированных животных
Общие процедуры
Исследования были выполнены на 54 здоровых беспородных собаках массой от 9 до 25 кг. Не менее чем за 5 дней до-исследования под общим пентобарбитуратным наркозом проводили вскрытие грудной клетки с левой стороны в четвертом" межреберном пространстве. После обнажения сердца вокруг левой передней нисходящей артерии на уровне ушка левого" предсердия помещали баллончик, связанный с катетером и предназначенный для окклюзии. Катетер выводили под кожей наружу на затылке.
В день исследования собак наркотизировали с помощью а-хлорало"зы 100 мг/кг внутривенно. Искусственное дыхание поддерживали через эндотрахеальную трубку, соединенную с насосом Harvard, подающим смесь комнатного воздуха со 100% кислородом.Подачу кислорода в смеси осуществляли таким образом, чтобы артериальное рО2, находилось между 125 и 225 мм рт. ст. рН артериальной крови поддерживали в диапазоне от 7,30 до 7,55. Артериальное давление в брюшной аорте изменяли с помощью катетера, введенного через бедренную артерию и присоединенного к датчику давления Statham P23Db. Электрограмму (ЭГ) правого желудочка регистрировали с помощью монополярного внутриполостного отведения.
Исследование сердца
В течение всего эксперимента при помощи стимуляции правого желудочка поддерживали постоянный ритм сердца. Для поддержания искусственного ритма и нанесения тестирующих стимулов использовали биполярный катетер (Medtronic №5819), введенный через правую яремную вену и помещенный под флюороскопическим контролем в районе верхушки правого желудочка. Поддержание искусственного ритма достигалось "стимулами, амплитуда которых на 50-100% была выше порога, межстимуляциотаный интервал составлял от 333 до 300 мс, что соответствует частотам возбуждения желудочка от 180 до 200 в минуту.
Порог фибрилляции желудочков определяли с помощью одиночного стимула длительностью 10 мс. Это определение состояло в следующем: электрическую диастолу исследовали с помощью импульса 4 мА с интервалом 10 мс, начиная от конца эффективного рефрактерного периода до завершения Г-волны. Затем величину тока увеличивали с шагом 2 мА и при такой величине стимула продолжали исследование диастолы в течение 3 с. Наименьшую интенсивность стимула, вызывающую ФЖ, принимали в качестве порога ФЖ.
Использовали следующий протокол эксперимента: полная окклюзия левой передней нисходящей коронарной артерии достигалась надуванием заранее имплантированного катетера с баллоном и продолжалась в течение 10 мин. Во время окклюзии порог ФЖ оценивали с минутным интервалом. Через 10 мин после начала окклюзии резко уменьшали давление в баллоне и снова определяли порог ФЖ. Осуществляли две окклюзии с экспериментальным исследованием и без него, разделенных интервалом по крайней мере 20 мин .
Дефибрилляцию производили обычно за 3 с с помощью импульса постоянного тока, получаемого при разряде конденштора с энергоемкостью 50-100 Вт"С от дефибриллятора.11 лупа. Эта реанимационная процедура существенно не влияет на стабильность порога ФЖ.
Стимуляция вагуса
Шейный вагосимпатический ствол перерезали с двух сторон на 2 см ниже места бифуркации сонной артерии. К дисталь-иым концам перерезанного нерва прикрепляли изолированные биполярные электроды. Раздражение нерва производили с помощью прямоугольных импульсов длительностью 5 мс и напряжением 3-15 В при частоте стимуляции 20 Гц. Амплитуду раздражающих импульсов подбирали таким образом, чтобы при независимом раздражении либо правого, либо левого ство-дов вагуса достигалась остановка сердца. Порог фибрилляции желудочков определяли до, во время и после двусторонней стимуляции вагуса. Частоту сердечного ритма во время определения порога ФЖ постоянно искусственно поддерживали на уровне 200 ударов в минуту.
Введение метахолина
Внутривенное введение мускаринового агониста - хлорида ацетил-(Б,Ь)-бета-метилхолина (J. Т. Baker Company) в физиологическом растворе осуществляли со скоростью 5 мкг/ (кг-мин), используя инфузионный насос «Harvard». Максимальный эффект на порог ФЖ достигался через 30 мин после начала введения; в этот момент начинали проведение всей последовательности тестирований с окклюзией коронарной артерии и реперфузией. Введение вещества продолжалось в течение всего исследования.
ИССЛЕДОВАНИЯ НА БОДРСТВУЮЩИХ ЖИВОТНЫХ
Исследования проводили на 18 взрослых беспородных собаках массой от 10 до 15 кг.
Для проведения обратимой холодовой блокады парасимпатической активности нервов сердца был разработан специальный метод. Для этого выделяли часть вагосимпатического ствола длиной 3-4 см и помещали его на шее в кожную трубку. Таким образом, по обе стороны шеи были созданы «вагусные петли», которые отделяли изолированные сегменты нервов от других шейных структур. Это позволяло поместить вокруг вагусных петель охлаждающие наконечники для того, чтобы произвести обратимую блокаду нервной активности.
Относительный вклад активности вагусных афферентов и эфферентов в эффект, производимый охлаждением, определяли путем сравнения результатов, полученных при охлаждении вагуса с селективной блокадой вагусных эфферентов при внут-ривенно-м введении атропина.
Исследование сердца:
Для изучения склонности сердца к ФЖ использовали метод определения порога повторных экстравозбуждений (ПЭ) как описано ранее . Вкратце, порог склонности к ФЖ оценивался следующим образом: при поддержании постоянной частоты сердечного ритма 220 ударов в минуту сканирование повторным стимулом для определения порога ПЭ осуществляли при интенсивности стимула, равной двойному значению порога в середине диастолы, начиная с 30 мс после окончания рефрактерного периода. Тестирующий стимул подавали с каждым разом все раньше с шагом 5 мс, пока не подходили к концу рефрактерного периода. Если при этом не возникали ПЭ, амплитуду стимула увеличивали на 2 мА и повторяли процесс сканирования. Порог ПЭ считали равным минимальному значению тока, при котором ПЭ возникали в двух из каждых трех попыток. Порог ПЭ принимали в качестве порога уязвимости OK ФЖ.
Психологические условия
Для изучения влияния симпатических - парасимпатических взаимодействий в состоянии бодрствования собак помещали в стрессогенные условия, которые увеличивают поступление в сердце адренергических агониетов .
Стрессогенные условия заключались в закреплении собаки в станке Павлова, что вызывало ограничение двигательных возможностей. К сердечным катетерам подключали кабели для непрерывного наблюдения за ЭГ, подачи стимулов от искусственного водителя ритма и тестирующих стимулов. Отдельный удар электрическим током длительностью 5 мс осуществляли от дефибриллятора через медные пластины (80 см2), прикрепленные к грудной клетке. Собак оставляли в ремнях на 10 мин до нанесения электрического удара и еще на 10 мин после подачи тока. Процедуру повторяли 3 дня подряд. На 4-й день нанесения электрического удара исследовали влияние стрессогенных условий содержания на пороговый период уязвимости сердца к ФЖ до и во время блокады вагусных эфферентов атропином (0,05 мг/кг).
РЕЗУЛЬТАТЫ
15л и ниие стимуляции холинергических нервов на склонность сердца к ФЖ во время ишемии 1миокарда и при реперфузии
Изучение влияния стимуляции вагуса на порог ФЖ до и и<> время 10-минутного периода окклюзии передней левой нисходящей коронарной артерии с последующим внезапным иоостановлением кровотока было проведено на 24 собаках, наркотизированных хлоралозой. В отсутствие стимуляции вагуса окклюзия коронарной артерии и реперфузия приводили к значительному снижению порога фибрилляции (рис. 1), Снижение порога происходило в первые 2 мин после окклюзии и продолжалось от 5 до 7 мин. Затем порог быстро возвращался к значению, наблюдаемому в контроле до окклюзии. После восстановления проводимости коронарной артерии падение порога происходило почти мгновенно - за 20-30 с, но продолжалось недолго - менее 1 мин. Стимуляция вагуса значительно повышала порог ФЖ до окклюзии коронарной артерии (от 17±2 мА до З3.±4 мА, р<0,05) и уменьшала снижение порога, связанное с ишемией миокарда (18±4 мА по сравнению с 6±1 мА без стимуляции, р<С0,05). Во время реперфузии никакого защитного действия стимуляции вагуса не обнаружено (3±1 мА по сравнению с 5±1 мА без стимуляции).
Влияние селективной "Стимуляции мускариновых рецепторов с помощью метахолина на уязвимость сердца к ФЖ исследовали на 10 собаках. Введение метахолина приводило к результатам, качественно аналогичным тем, которые были получены при стимуляции вагуса. Так, метахолин повышал порог ФЖ до и во время окклюзии коронарной артерии, но был неэффективен при падении порога, связанном с реперфузи-ivii (рис. 2).
Влияние активности вагуса на склонность сердца
и спонтанным ФЖ при ишемии миокарда и реперфузии
Исследование влияния стимуляции вагуса на появление спонтанной ФЖ при окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии и артерии межжелудочковой перегородки было проведено дополнительно на 16 собаках. С помощью искусственной стимуляции желудочка поддерживали постоянную частоту сердечного ритма, равную 180 уд/мин. В отсутствие стимуляции вагуса окклюзия коронарной артерии вы-нвала ФЖ у 7 из 10 собак (70%), в то время как при одновременной стимуляции вагуса спонтанная ФЖ при окклюзии
Этот вопрос был изучен на 10 бодрствующих собаках, у которых оба вагуса были хронически выделены на шее в кожные трубки. Импульсацию в вагосимпатическом стволе обратимо блокировали при помощи охлаждающих наконечников, помещенных вокруг кожных вагусных петель. Холодовая блокада левой и правой вагусных петель увеличивала частоту сердечного ритма с 95+5 ударов в минуту до 115±7 и 172+ + 16 ударов в минуту соответственно. Когда обе вагусные петли были охлаждены одновременно, частота сердечного ритма увеличилась до 208+20 ударов в минуту. Все изменения частоты сердечного ритма были статистически достоверны с р< 0,01 (рис. 4).
Исследование влияния селективной блокады вагусных эф-! ферентов с помощью атропина на порог ПЭ было проведено на 8 бодрствующих собаках, содержавшихся в стрессогенных условиях, создаваемых с помощью иммобилизации в станке Павлова с нанесением чрезкожного удара электрическим током средней тяжести. До выключения воздействия на сердце вагусной импульсации порог ПЭ составлял 15+1 мА. При введении атропина (0,05 мг/кг) порог значительно снизился и составил 8±1 мА (снижение на 47%, р<0,0001) (рис. 5).
Этот эффект развивался независимо от изменений сердечного ритма, так как частота сердечного ритма поддерживалась постоянной на уровне 200 ударов в минуту в течение всего времени проведения электрического тестирования. Блокада вагуса с помощью атропина несущественно влияла на порог ПЭ у собак, содержавшихся в клетках с нестреосогенными условиями (22+2 мА и 19+3 мА до и при действии вещества соответственно).
ОБСУЖДЕНИЕ
В настоящее время накоплено значительное количество данных, указывающих на наличие прямого влияния парасимпатической нервной системы на хронотропные и изотропные свойства и возбудимость миокарда желудочков. Значительно меньше доказано, является ли величина этого влияния достаточной, чтобы объяснить некоторое защитное действие от возникновения ФЖ активности холинергических нервов в ише-мизированном сердце. Кроме того, мало известно о значении активности парасимпатических нервов в склонности сердца к ФЖ в двух различных условиях, которые, возможно, играют важную роль в возникновении внезапной смерти у человека а именно при внезапной окклюзии коронарной артерии и восстановлении ее проходимости с реперфузией ишемизиро-ванной области. До сих пор не определено значение тонической активности вагуса для уменьшения склонности к ФЖ. Еще один нерешенный вопрос состоит в том, может ли такая тоническая активность парасимпатической нервной системы влиять на склонность желудочков к фибрилляции при слабых психофизиологических стрессах. Настоящее исследование проливает некоторый свет на эти вопросы.
Эффект стимуляции вагуса во время ишемии миокарда и при реперфузии
Мы установили, что интенсивная парасимпатическая активность, возникающая при электрическом раздражении децентрализованного вагуса, или прямая стимуляция мускарино-вых рецепторов с помощью метахолина уменьшает склонность сердца собаки к ФЖ во время острой ишемии миокарда. Это также подтверждается наблюдениями, показывающими, что увеличение холинертичеокой активности значительно уменьшает падение порога ФЖ и склонность к спонтанным ФЖ во время окклюзии коронарной артерии. Эти эффекты не связаны с изменением сердечного ритма, так как его частоту поддерживали на постоянном уровне с помощью искусственного водителя ритма. Ни стимуляция вагуса, ни активация мускари-новых рецепторов не оказывали никакого положительного действия во время реперфузии.
Что же обусловливает различное влияние парасимпатической нервной системы на порог ФЖ во время ишемии миокарда и во время реперфузии? Предполагают, что склонность сердца к ФЖ при окклюзии "коронарной артерии и при реперфузии обусловлена различными механизмами . Вероятно, основную роль в увеличении склонности сердца к ФЖ во время острой окклюзии коронарной артерии играет рефлекторная активация симпатической нервной системы в сердце . Эту гипотезу подтверждает то, что изменение в поступлении адренергических веществ в сердце хорошо коррелирует с развитием во времени снижения порога ФЖ и появлением спонтанных ФЖ при окклюзии коронарной артерии . Если воздействие симпатических аминов на миокард уменьшено хирургическими или фармакологически-iin методами , то при этом достигается значительный защитный эффект против вызванных ишемией ФЖ. Таким образом, активность парасимпатической нервной системы уменьшает склонность сердца к ФЖ во время окклюзии коронарной артерии "благодаря противодействию профибриллятор-ному влиянию увеличенной адренергилеской активности. Такой положительный эффект увеличения холинергической активности может быть следствием ингибирования освобождения норадреналипа из симпатических нервных окончаний либо следствием уменьшения реакции рецепторов на воздействие катехоламинов .
Однако увеличение склонности миокарда к фибрилляции во время реперфузии, по-видимому, обусловлено неадренер-гическими факторами. Имеющиеся в настоящее время данные указывают на то, что это явление может быть связано продуктами метаболизма, вымываемыми в кровь при клеточной ишемии и некрозе . Было показано, что если кровоток в ишемическом миокарде восстанавливается постепенно или если перфузия производится раствором, лишенным кислорода, частота случаев появления желудочковых аритмий при восстановлении кровотока существенно снижается . Наблюдения, показывающие, что ФЖ возникает в течение нескольких секунд после внезапного восстановления коронарного артериального кровотока, также указывают на участие в этом процессе вымываемых из поврежденной зоны продуктов метаболизма . Предотвращение воздействия симпатических веществ на сердце с помощью хирургического или фармакологического вмешательства оказывается неэффективным для предупреждения ФЖ при восстановлении кровотока. А так как холинергические агонисты проявляют свое защитное влияние лишь через антиадренергическое действие, это может частично объяснить их неспособность уменьшить склонность миокарда к ФЖ во время реперфузии.
Сильное влияние активности парасимпатической нервной системы на частоту сердечного ритма может существенно изменить действие стимуляции вагуса на склонность желудочка к аритмиям. Например, Kerzner с соавт. показали, что стимуляция вагуса не полностью подавляет аритмии, возникающие при инфаркте миокарда. Напротив, эти исследователи обнаружили, что увеличение активности парасимпатической нервной системы или введение ацетилхолина неизменно вызывает желудочковую тахикардию во время спокойной без аритмий фазы инфаркта миокарда у собак. Такое аритмоген-ное действие полностью зависит от частоты сердечного ритма и может быть предупреждено с помощью искусственного водителя ритма.
Влияние тонической активности парасимпатической нервной системы на склонность желудочков к фибрилляции у животных, находящихся в бодрствующем состоянии
Результаты настоящего исследования указывают на то, ч:то в покое в состоянии бодрствования собаки ее сердце испытывает значительное тоническое влияние парасимпатической нервной системы. Холодовая блокада либо правого, либо левого вагуса приводит к существенным изменениям частоты сердечного ритма; однако эффект более выражен при блокаде правого вагуса (см. рис. 4). Это соответствует тому, что правый вагус оказывает преобладающее воздействие на синоат-риальный узел с некоторым наложением влияния от левого «агуса . Таким образом, максимальное увеличение частоты сердечного ритма возникает при одновременном охлаждении правого и левого вагусных нервов.
Установив, что тоническая активность парасимпатической нервной системы оказывает значительное влияние на пей-смекерную ткань, имеет смысл исследовать, можно ли выявить какое-либо влияние активности вагуса на электрические свойства желудочка. В этих экспериментах для селективной блокады активности вагусных эфферентов использовали атропин. Собак помещали в станок Павлова для иммобилизации с целью повышения симпатического влияния на сердце . Такая планировка эксперимента позволяла изучать влияние взаимодействия симпатических и парасимпатических реакций на склонность миокарда к ФЖ у бодрствующих животных. Нами установлено, что введение относительно низких доз атропина (0,05 мг/кг) приводит почти к 50% снижению порога фибрилляции желудочков. Это позволяет сделать вывод, что значительная тоническая активность вагуса у бодрствующего животного, содержащегося в стрессогенных условиях, ча-стично ослабляет профибрилляторное влияние эверсивных психофизиологических стимулов.
Кроме того, при использовании такой экспериментальной схемы защитное действие вагуса скорее всего обусловлено антагонистическим к адренергическому механизму действием. Это предположение подтверждается двумя типами наблюдений. Во-первых, наши предыдущие исследования показали, что склонность миокарда к фибрилляции в такой модели стрессогенных услоиий тесно коррелирует с уровнем циркулирующих в крови катехоламинов и что предупреждение симпатического влияния на сердце либо с помощью бета-блокады, либо при симпатэктомии существенно снижает вызванное стрессогенными условиями увеличение склонности к фибрилляции . Во-вторых, наблюдения De Silva с соавт. показывают, что увеличение тонического воздействия парасимпатической нервной системы при введении морфина собакам, находящимся в стрессогенных условиях иммобилизации, по-... вышает порог ФЖ до величины, наблюдаемой при отсутствии стрессорных воздействий. Когда активность вагусных эфферентов блокируется атропином, основная часть защитного действия морфина исчезает. Введение морфина в нестрессо-генных условиях не способно изменить порог ФЖ, видимо, потому, что в этих условиях адренергичеокое влияние на сердце слабое.
Эти данные указывают, что активация блуждающих нервов независимо от того, возникает ли она спонтанно или вызвана фармакологическим агентом, имеет защитное действие на миокард, снижая его склонность к ФЖ при стрессе. Это благотворное влияние скорее всего обусловлено антагонистическим влиянием повышенной активности парасимпатической нервной системы на эффект увеличения адренергической активности в сердце.
КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Более 40 лет назад было показано, что введение холинергического вещества - хлорида ацетил-бета-метилхолина, предупреждает желудочковые аритмии, вызванные у человека введением адреналина . В последнее время в ряде исследований сообщалось, что воздействия, аналогичные активации парасимпатической нервной системы, как, например, стимуляция каротидного синуса или введение ваготониче-ских агентов , снижают частоту желудочковых экстрасистол и предупреждают желудочковую тахикардию. Так как сердечные гликозиды увеличивают тоническое влияние блуждающего нерва на сердце, мы использовали это действие дигиталиса для подавления желудочковых аритмий . Однако в этой клинической области требуются дальнейшие исследования.
Это исследование было проведено Научно-исследовательской лабораторией сердечно-сосудистых заболеваний Гарвардской школы здравоохранения, Бостон, штат Массачусетс. Оно было также поддержано субсидией МН-21384 Национального института психического здоровья и субсидией HL-07776 Национального института сердца, легких и крови Национальных институтов здоровья, Бетезда, штат Мэриленд.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kent К . М ., Smith Е . R., Redwood D. R. et al. Electrical stability of acu-
tely ischemic myocardium: influences of heart rate and vagal stimulation.-Circulation, 1973, 47: 291-298.
2. Kent K. M., Epstein S. E., Cooper T. et al. Cholinergic innervation of the
canine and human ventricula conducting system: anatomic and elec-trophysiologic correlation.-Circulation, 1974, 50: 948-955.
3. Kolman B. S-, Verrier R. L., Lown B. The effect of vagus nerve stimula-
tion upon vulnerability of the canine ventricular. Role of cympathetic-parasympathetic interactions.-Circulation, 1975, 52: 578-585.
4. Weiss Т ., Lattin G. M., Engelman K. Vagally mediated supression of pre-
mature ventricular contractions in man.-Am. Heart J., 1977, 89: 700- 707.
5. Waxman M. В ., Wald R. W. Termination of ventricular tacycardia by an
increase in cardiac vagal drive.-Criculation, 1977, 56: 385-391.
6. Kolman B. S., Verrier R. L., Lown B. Effect of vagus nerve stimulation
upon excitability of the canine ventricle: role of sympathetic-parasympa-thetic interactions.-Am. J. Cardiol., 1976, 37: 1041-1045.
7. loon M. S., Han J., Tse W. W. et al Effects of vagal stimulation, atropine,
and propranolol on fibrillation threshold of normal and ischemic ventricles.-Am. Heart J., 1977, 93: 60-65.
8. Lown В ., Verrier R. L. Neural activity and ventricular fibrillation.-New
Engl. J. Med., 1976, 294: 1165-1170.
9. Coor P. В ., Gillis R. A. Role of the vagus in the cardiovascular chenges
induced by coronary occlusion.- Circulation 1974, 49: 86-87.
10. Coor P. В ., Pearle D. L., Gillis R. A. Coronary occlusion site as a determi
nant of the cardiac rhythm effects of atropine and vagotomy.-Am. He
art J., 1976, 92: 741-749.
11. James R. G. G., Arnold J. M. O., Allen 1. D. et al. The effects of heart
rate, myocardial ischemia and vagal stimulation on the threshold for ventricular fibrillation.-Circulation, 1977, 55: 311-317.
12. Corr P. В ., Penkoske P. A., Sobel В . Е . Adrenergic influences on arrhyrh-
mias due to coronary occlusion and reperfusion.-Br. Heart J., 1978, 40 (suppl.), 62-70.
13. Matta R. J., Verrier R. L., Lown B. The repetitive extrasystole as an in
dex of vulberability to ventricular fibrillation.-Am. J. Physiol., 1976,
230: 1469-1473.
14. Lown В ., Verrier R. L., Corbalan R. Psychologic stress and threshold
for repetitive ventricular response.-Science, 1973, 182: 834-836.
15. Axelrod P. J., Verrier R. L., Lown B. Vulnerability to ventricular fibril-
lation during acute coronary arterial occlusion and release.-Am. J. Car-diol, 1976, 36: 776-782.
16. Corbalan R., Verrier R. L., Lown B. Differing mechanisms for ventricular
vulnerability during coronary artery occlusion and release.-Am. Heart
Т ., 1976, 92: 223-230.
17. DeSilva R. A., Verrier R. L., Lown B. Effect of psycholofic stress and
sedation with morphine sulfate on ventricular vulnerability.-Am. Heart J., 1978, 95: 197-203.
18. Liang В ., Verrier R. L, Lown B. et al. Correlation between circulation
catecholamme levels and ventricular vulnerability during psychologic stress in conscius dogs.-Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1979, 161:266- 269.
19. Malliani A., Schwartz P. L, Zanchetti A. A sympathetic reflex elicited by
experimental coronary occlusion.-Am. J. Physiol., 1969, 217: 703-709.
20. Kelliher G. ]., Widmer C, Roberts J. Influence of the adrenal medulla
on cardiac rhythm disturbances following acute coronary artery occlu
sion.-Recent. Adv. Stud. Cardiac. Struct. Metab.; 1975, 10: 387-400.
21. Harris A. S., Otero H., Bocage A. The induction of arrhythmias by sym
pathetic activity before and after occlusion of a coronary artery in the
canine heart.-J. Electrocardiol., 1971, 4: 34 -43.
22. Khan M. L, Hamilton J. Т ., Manning G. W. Protective effects of beta-
adrenoceptor blockade in experimental occlusion in conscious dogs.- Am. J. Cardiol., 1972, 30: 832-837.
23. Levy M. N., Blattberg B. Effect of vagal stimulation on the overflow of
norepinephrine into the coronary sinus during cardiac sympathetic ner
ve stimulation in the dog.-Circ. Res.. 1976, 38: 81-85.
24. Watanabe A. M., Besch H. R. Interaction between cyclic adenosine mo-
nophosphate and cyclic guanosine monophosphate in guinea pig ventri
cular myocardium.-Circ. Res., 1975, 37: 309-317.
25. Surawicz B. Ventricular fibrillation.-Am. J. Cardiol., 1971
26. Petropoulos P. C, Jaijne N. G. Cardiac function during perfusion of the
circumflex coronary artery with venous blood, low molecular weignt
dextran in Tyrode solution.-Am. Heart J., 1964, 68: 370-382.
27. Sewell W. M., Koth D. R., Huggins С . Е . Ventricular fibrillation in dogs
after sudden return of flow to the coronary artery.-Surgery, 1955, 38
1050-1053.
28. Bagdonas A. A., Stuckey J. H., Piera J. Effects of ischemia and hypoxia
on the specialized conducting system of the canine heart.-Am. Heart
J., 1961, 61: 206-218.
29. Danese С Pathogenesis of ventricular fibrillation in coronary occlusion.-
JAMA, 1962, 179: 52-53.
30. Kerzner J., Wolf U., Kosowsky B. D. et al. Ventricular ectopic rhythms
following vagal stimulation in dogs with acute myocardial infarction.-
Circulation, 1973, 47:44-50.
31. Haggins С . В ., Vainer S. F., Braunwald E. Parasympathetic control of
the heart.-Pharmacol. Rev., 1973, 25: 119-155.
32. Verrier R. L., Lown B. Effect of left stellectomy on enhanced cardiac
vulnerability induced by psychologic stress (abstr.).-Circulation, 1977,
56:111-80.
33. Nathanson M. H. Action of acetyl beta methyolcholin on ventricular
hrythm induced by adrenalin.-Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1935, 32: 1297-1299.
34. Cope R. L. Suppressive effect of carotid sinus on premature ventricular
beats in certain instances.-Am. J. Cardiol., 1959, 4: 314-320.
35. Lown В ., Levine S. A. The carotid sinus: clinical value of its stimulati
on.-Circulation, 1961, 23: 776-789.
36. Lorentzen D. Pacemaker-induced ventricular tacycardia: reversion to
normal sinus rhythm by carotid sinus massage.-JAMA, 1976, 235: 282-283.
37. Waxman M. В ., Downar E., Berman D. et al. Phenylephrine (Neosyne-
phrine R) terminated ventricular tachycardia.-Circulation, 1974, 50:
38. Weiss Т ., Lattin G. M., Engelman K. Vagally mediated suppression of
premature ventricular contractions in man.-Am. Heart J., 1975, 89: 700-707.
39. Lown В ., Graboys Т . В ., Podrid P. J. et al. Effect of a digitalis drug on
ventricular premature beats (VPBs).-N. Engl. J. Med., 1977, 296: 301-306.
Нервная регуляция характеризуется рядом особенностей :
1. Нервная система оказывает пусковое и корригирующее влияние на работу сердца, обеспечивая приспособление к потребностям организма.
2. Нервная система регулирует интенсивность обменных процессов.
Сердце иннервируется волокнами ЦНС (экстракардиальные механизмы) и собственными волокнами (интракардиальные). В основе интракардиальных механизмов регуляциилежит метасимпатическая нервная система, содержащая все необходимые внутрисердечные образования для возникновения рефлекторной дуги и осуществления местной регуляции. Важную роль играют и волокна парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы, обеспечивающих афферентную и эфферентную иннервацию. Эфферентные парасимпатические волокна представлены блуждающими нервами, телами I преганглионарных нейронов, находящихся на дне ромбовидной ямки продолговатого мозга. Их отростки заканчиваются интрамурально, и тела II постганглионарных нейронов располагаются в системе сердца. Блуждающие нервы обеспечивают иннервацию образований проводящей системы: правый – синоатриального узла, левый – атриовентрикулярного. Центры симпатической нервной системы лежат в боковых рогах спинного мозга на уровне I–V грудных сегментов. Она иннервирует миокард желудочков, миокард предсердий, проводящую систему.
При активации симпатической нервной системы изменяются сила и частота сердечных сокращений.
Центры ядер, иннервирующих сердце, находятся в состоянии постоянного умеренного возбуждения, за счет чего к сердцу поступают нервные импульсы. Тонус симпатического и парасимпатического отделов неодинаков. У взрослого человека преобладает тонус блуждающих нервов. Он поддерживается за счет импульсов, поступающих из ЦНС от рецепторов, заложенных в сосудистой системе. Они лежат в виде нервных скоплений рефлексогенных зон :
1. в области каротидного синуса;
2. в области дуги аорты;
3. в области коронарных сосудов.
При перерезке нервов, идущих от каротидных синусов в ЦНС, отмечается падение тонуса ядер, иннервирующих сердце.
Блуждающие и симпатические нервы являются антагонистами и оказывают на работу сердца 5 влияний:
1. хронотропный (изменяют частоту сердечных сокращений);
2. инотропный (изменяют силу сердечных сокращений);
3. батмотропный (влияют на возбудимость миокарда);
4. дромотропный (влияет на проводимость);
5. тонотропный (влияют на тонус миокарда).
То есть они оказывают влияние на интенсивность обменных процессов.
Парасимпатическая нервная система - отрицательные все 5 явлений; симпатическая нервная система - все 5 явлений положительные.
Содержание
Частями вегетативной системы являются симпатическая и парасимпатическая нервная система, причем последняя оказывает непосредственное влияние и тесно взаимосвязана с работой сердечной мышцы, частотой сокращения миокарда. Локализуется она частично в головном и спинном мозге. Парасимпатическая система обеспечивает расслабление и восстановление организма после физических, эмоциональных нагрузок, однако не может существовать отдельно от симпатического отдела.
Что такое парасимпатическая нервная система
Отдел отвечает за функциональность организма без его участия. Например, парасимпатические волокна обеспечивают дыхательную функцию, регулируют сердцебиение, расширяют кровеносные сосуды, контролируют естественный процесс пищеварения и защитные функции, обеспечивают другие важные механизмы. Парасимпатическая система необходима человеку, чтобы организм расслабился после физической нагрузки. При ее участии снижается тонус мышц, приходит в норму пульс, сужается зрачок и сосудистые стенки. Это происходит без участия человека – произвольно, на уровне рефлексов
Основные центры этой автономной структуры – головной и спинной мозг, где сосредоточены нервные волокна, обеспечивающие максимально быструю передачу импульсов для работы внутренних органов, систем. С их помощью можно контролировать артериальное давление, проницаемость сосудов, сердечную деятельность, внутреннюю секрецию отдельных желез. Каждый нервный импульс отвечает за определенную часть тела, которая при его возбуждении начинает реагировать.
Все зависит от локализации характерных сплетений: если нервные волокна находятся в области таза, то отвечают за физическую активность, а в органах пищеварительной системы – за секрецию желудочного сока, перистальтику кишечника. Строение вегетативной нервной системы имеет следующие конструктивные отделы с уникальными функциями для всего организма. Это:
- гипофиз;
- гипоталамус;
- блуждающий нерв;
- эпифиз.
Так обозначены главные элементы парасимпатических центров, а дополнительными структурами считаются следующие:
- нервные ядра затылочной зоны;
- крестцовые ядра;
- сердечные сплетения для обеспечения толчков миокарда;
- подчревное сплетение;
- поясничное, чревные и грудные нервные сплетения.
Симпатическая и парасимпатическая нервная система
Сравнивая два отдела, основное отличие очевидно. Симпатической отдел отвечает за активность, реагирует в моменты стресса, эмоционального возбуждения. Что же касается парасимпатической нервной системы, то она «подключается» в стадии физического и эмоционального расслабления. Еще одним отличием являются медиаторы, которые осуществляют переход нервных импульсов в синапсах: в симпатических нервных окончаниях это норадреналин, в парасимпатических – ацетилхолин.
Особенности взаимодействия отделов
Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы отвечает за бесперебойную работу сердечно-сосудистой, мочеполовой и пищеварительной систем, при этом имеет место парасимпатическая иннервация печени, щитовидки, почек, поджелудочной железы. Функции разные, а влияние на органический ресурс комплексное. Если симпатический отдел обеспечивает возбуждение внутренних органов, то парасимпатический – помогает восстанавливать общее состояние организма. Если возникает дисбаланс двух систем, больной нуждается в лечении.
Где расположены центры парасимпатической нервной системы
Симпатическая нервная система конструктивно представлена симпатическим стволом в два ряда узлов с обеих сторон от позвоночника. Внешне структура представлена цепочкой из нервных комочков. Если затронуть элемент так называемого расслабления, парасимпатическая часть вегетативной нервной системы локализуется в спинном и головном мозге. Итак, от центральных отделов из головного мозга импульсы, которые возникают в ядрах, идут в составе черепно-мозговых нервов, от крестцовых отделов – в составе тазовых внутренностных нервов, достигают органов малого таза.
Функции парасимпатической нервной системы
Парасимпатические нервы отвечают за естественное восстановление организма, нормальное сокращение миокарда, тонус мышц и продуктивное расслабление гладких мышц. Парасимпатические волокна отличаются локальным действием, но в итоге действуют сообща – сплетениями. При локальном поражении одного из центров, страдает вегетативная нервная система в целом. Влияние на организм комплексное, а врачи выделяют следующие полезные функции:
- расслабление глазодвигательного нерва, сужение зрачка;
- нормализация кровяной циркуляции, системного кровотока;
- восстановление привычного дыхания, сужение бронхов;
- снижение артериального давления;
- контроль важного показателя глюкозы в крови;
- сокращение частоты сердечных сокращений;
- замедление прохождения нервных импульсов;
- снижение глазного давления;
- урегулирование работы желез пищеварительной системы.
Кроме того, парасимпатическая система помогает сосудам головного мозга и половых органов расширяться, а гладким мышцам прийти в тонус. С ее помощью происходит естественное очищение организма за счет таких явлений, как чиханье, кашель, рвота, походы в туалет. К тому же, если начинают проявляться симптомы артериальной гипертонии, важно понимать, что за сердечную деятельность отвечает вышеописанная нервная система. Если одна из структур – симпатическая или парасимпатическая выходят из строя, необходимо предпринимать меры, поскольку они тесно связаны между собой.
Болезни
Прежде чем использовать те или иные медицинские препараты, делать исследования, важно правильно диагностировать заболевания, связанные с нарушенной работой парасимпатической структуры головного и спинного мозга. Проблема со здоровьем проявляется стихийно, она способна поразить внутренние органы, повлиять на привычные рефлексы. В основе могут лежать следующие нарушения организма любого возраста:
- Циклический паралич. Болезнь спровоцирована цикличными спазмами, сильным повреждением глазодвигательного нерва. Заболевание возникает у пациентов разного возраста, сопровождается дегенерацией нервов.
- Синдром глазодвигательного нерва. В такой непростой ситуации зрачок может расширяться без воздействия потока света, чему предшествует повреждение афферентного участка дуги зрачкового рефлекса.
- Синдром блокового нерва. Характерный недуг проявляется у пациента незначительным косоглазием, незаметным для простого обывателя, при этом глазное яблоко направлено внутрь или вверх.
- Травмированные отводящие нервы. При патологическом процессе одновременно сочетаются в одной клинической картине косоглазие, раздвоение зрения, выраженный синдром Фовиля. Патология затрагивает не только глаза, но и лицевые нервы.
- Синдром троичного нерва. Среди основных причин патологии врачи выделяют повышенную активность болезнетворных инфекций, нарушение системного кровотока, поражение корково-ядерных путей, злокачественные опухоли, перенесенная черепно-мозговая травма.
- Синдром лицевого нерва. Наблюдается очевидный перекос лица, когда человеку произвольно приходится улыбаться, при этом испытывая болезненные ощущения. Чаще это осложнение перенесенного заболевания.
Гомеометрическая регуляция сердца.
Оказалось, что изменение силы сердечного сокращения зависит не только от исходной длины кардиомиоцитов в конце диастолы. В ряде исследований показано увеличение силы сокращения при увеличении ЧСС на фоне изометрического состояния волокон. Это вызвано тем, что возрастание частоты сокращения кардиомиоцитов приводит к увеличению содержания Са2 в саркоплазме мышечных волокон. Все это улучшает электромеханическое сопряжение и приводит к возрастанию силы сокращения.
Иннервация сердца и его регуляция.
Модуляция инотропного, хроно- тропного и дромотропного эффектов вызывается симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Кардиальные нервы ВНС состоят из двух видов нейронов. Тела первых нейронов расположены в ЦНС, а тела вторых нейронов образуют ганглии за пределами ЦНС. Преганглионарные волокна симпатических нейронов короче постганглионарных, тогда как у парасимпатических наоборот.
Влияние парасимпатической нервной системы.
Парасимпатическая регуляция сердца осуществляется сердечными ветвями правого и левого блуждающих нервов (X парой черепных нервов). Тела первых нейронов локализованы в дорзальном ядре блуждающего нерва продолговатого мозга. Аксоны этих нейронов в составе блуждающего нерва выходят из полости черепа и направляются к интрамуральным ганглиям сердца, где располагаются тела вторых нейронов. Постганглионарные волокна блуждающего нерва в большинстве случаев оканчиваются на кардиомиоцитах СА и АВ узлов, предсердий и внутрипредсердной проводящей системы. У правого и левого блуждающих нервов разное функциональное влияние на сердце. Область распределения правого и левого блуждающих нервов не симметрична и взаимно перекрывается. Правый блуждающий нерв оказывает влияние преимущественно на СА узел. Его стимуляция вызывает снижение частоты возбуждения СА узла. Тогда как левый блуждающий нерв оказывает преимущественное влияние на АВ узел. Возбуждение этого нерва приводит к атриовентрикулярным блокадам разной степени. Действие блуждающего нерва на сердце характеризуется очень быстрой как ответной реакцией, так и ее прекращением. Это вызвано тем, что медиатор блуждающего нерва аце- тилхолин быстро разрушается ацетилхолинэктеразой, которой много в СА и АВ узлах. Более того, ацетилхолин действует через специфические ацетил- холинрегулирующие К" каналы, у которых очень короткий латентный период (50-100 мс).
Оглавление темы "Возбудимость сердечной мышцы. Сердечный цикл и его фазовая структура. Тоны сердца. Иннервация сердца.":1. Возбудимость сердечной мышцы. Потенциал действия миокарда. Сокращение миокарда.
2. Возбуждение миокарда. Сокращение миокарда. Сопряжение возбуждения и сокращения миокарда.
3. Сердечный цикл и его фазовая структура. Систола. Диастола. Фаза асинхронного сокращения. Фаза изометрического сокращения.
4. Диастолический период желудочков сердца. Период расслабления. Период наполнения. Преднагрузка сердца. Закон Франка-Старлинга.
5. Деятельность сердца. Кардиограмма. Механокардиограмма. Электрокардиограмма (ЭКГ). Электроды экг.
6. Тоны сердца. Первый (систолический) тон сердца. Второй (диастолический) сердечный тон. Фонокардиограмма.
7. Сфигмография. Флебография. Анакрота. Катакрота. Флебограмма.
8. Сердечный выброс. Регуляция сердечного цикла. Миогенные механизмы регуляции деятельности сердца. Эффект Франка - Старлинга.
9. Иннервация сердца. Хронотропный эффект. Дромотропный эффект. Инотропный эффект. Батмотропный эффект.
Результатом стимуляции этих нервов является отрицательный хронотропный эффект сердца (рис. 9.17), на фоне которого проявляются также отрицательные и дромотропный инотропный эффекты . Существуют постоянные тонические влияния на сердце со стороны бульбарных ядер блуждающего нерва: при его двусторонней перерезке частота сердцебиений возрастает 1,5-2,5 раза. При длительном сильном раздражении влияние блуждающих нервов на сердце постепенно ослабевает или прекращается, что получило название «эффекта ускользания» сердца из-под влияния блуждающего нерва.
Различные отделы сердца по-разному реагируют на возбуждение парасимпатических нервов . Так, холинергические влияния на предсердия вызывают значительное угнетение автоматии клеток синусного узла и спонтанно возбудимой ткани предсердий. Сократимость рабочего миокарда предсердий в ответ на стимуляцию блуждающего нерва снижается. Рефрактерный период предсердий при этом также уменьшается в результате значительного укорочения длительности потенциала действия предсердных кардиомиоцитов. С другой стороны, рефрактерность кардиомиоцитов желудочков под влиянием блуждающего нерва, напротив, значительно возрастает, а отрицательный парасимпатический инотропный эффект на желудочки выражен в меньшей степени, чем на предсердия.
Рис. 9.17. Электрическое раздражение эфферентных нервов сердца . Вверху - уменьшение частоты сокращений при раздражении блуждающего нерва; внизу-увеличение частоты и силы сокращений при раздражении симпатического нерва. Стрелками отмечены начало и конец раздражения.Электрическая стимуляция блуждающего нерва вызывает урежение или прекращение сердечной деятельности вследствие торможения автоматической функции водителей ритма синоатриального узла. Выраженность этого эффекта зависит от силы и частоты . По мере увеличения силы раздражения отмечается переход от небольшого замедления синусного ритма до полной остановки сердца.
Отрицательный хронотропный эффект раздражения блуждающего нерва связан с угнетением (замедлением) генерации импульсов в водителе ритма сердца синусного узла. Поскольку при раздражении блуждающего нерва в его окончаниях выделяется медиатор - ацетилхолин , при его взаимодействии с мускариночувствительными рецепторами сердца повышается проницаемость поверхностной мембраны клеток водителей ритма для ионов калия. Вследствие этого возникает гиперполяризация мембраны, которая замедляет (подавляет) развитие медленной спонтанной диастолической деполяризации, и поэтому мембранный потенциал позже достигает критического уровня. Это приводит к урежению ритма сокращений сердца.
При сильных раздражениях блуждающего нерва диастолическая деполяризация подавляется, возникают гиперполяризация водителя ритма и полная остановка сердца. Развитие гиперполяризации в клетках водителей ритма снижает их возбудимость, затрудняет возникновение очередного автоматического потенциала действия и тем самым приводит к замедлению или даже остановке сердца. Стимуляция блуждающего нерва , усиливая выход калия из клетки, увеличивает мембранный потенциал, ускоряет процесс реполяризации и при достаточной силе раздражающего тока укорачивает длительность потенциала действия клеток водителя ритма.
При вагусных воздействиях имеет место уменьшение амплитуды и длительности потенциала действия кардиомиоцитов предсердия. Отрицательный инотропный эффект связан с тем, что уменьшенный по амплитуде и укороченный потенциал действия не способен возбудить достаточное количество кардиомиоцитов. Кроме того, вызванное ацетилхолином повышение калиевой проводимости противодействует потенциалзависимому входящему току кальция и проникновению его ионов внутрь кардиомиоцита. Холинергический медиатор ацетилхолин может также угнетать АТФ-азную активность миозина и, таким образом, уменьшать величину сократимости кардиомиоцитов. Возбуждение блуждающего нерва приводит к повышению порога раздражения предсердий, подавлению автоматии и замедлению проводимости атриовентрикулярного узла. Указанное замедление проводимости при холинергических влияниях может вызвать частичную или полную атриовентрикулярную блокаду.